นักวิทยาศาสตร์สร้างประวัติศาสตร์โดยการตรวจจับแรงโน้มถ่วงคลื่นเป็นครั้งที่สองในสัปดาห์นี้หลังจากหยิบการสั่นสะเทือนเล็ก ๆ ออกมาไหลผ่านพื้นที่จากกปะทะกัน 1.4 พันล้านปีก่อน
แต่ราวกับว่ามันไม่ค่อยดีพอตอนนี้นักฟิสิกส์คิดว่าเราอาจพบบางสิ่งที่ใหญ่พอ ๆ กันในเวลาเดียวกัน ...-
สสารมืดคาดว่าจะคิดเป็นประมาณ 26 เปอร์เซ็นต์ของมวลและพลังงานในจักรวาลที่สังเกตได้ แต่ถึงแม้ว่าเราสามารถตรวจจับแรงโน้มถ่วงของสสารที่ลึกลับนี้กำลังออกแรง แต่ดูเหมือนจะไม่ได้นำแสงหรือรังสีใด ๆ ที่เราสามารถรับได้ - ดังนั้น 'มืด'
แต่เราเพิ่งตรวจพบหลักฐานของมันเป็นครั้งแรกหรือไม่? หลังจากวิเคราะห์ไฟล์สัญญาณที่หยิบขึ้นมาโดย Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) ย้อนกลับไปเมื่อวันที่ 26 ธันวาคม 2558 และประกาศต่อสาธารณชนในสัปดาห์นี้- ทีมนักวิจัยจากสหรัฐอเมริกาได้หยิบยกสมมติฐานที่ว่าคู่นี้- หรือหลุมดำไบนารี - จริง ๆ แล้วอาจเป็นสสารมืด
"เราพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่ Biny Binary Black Hole ที่ตรวจพบโดย Ligo อาจเป็นลายเซ็นของสสารมืด" นักวิจัยจาก Johns Hopkins Universityเขียนเข้าจดหมายทบทวนทางกายภาพ-
ความคิดนั้นอาจฟังดูเล็กน้อย แต่พวกเขาไม่ใช่คนแรกที่หยิบยกข้อเสนอแนะนี้ เมื่อเดือนที่แล้วนักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าตีพิมพ์บทความแนะนำว่าหลุมดำยุคแรก - หลุมดำที่ปรากฏในส่วนที่สองของการกำเนิดของจักรวาล - จริง ๆ แล้วอาจเป็น 'สสารมืด' ที่เราสามารถสัมผัสได้ แต่ไม่เห็นในจักรวาลรอบตัวเรา
เพื่อนำไปสู่บริบทมานานหลายทศวรรษนักวิทยาศาสตร์ได้สันนิษฐานว่าสสารมืดต้องเป็นเรื่องลึกลับบางอย่างอนุภาคหรือแกนมวลสูงที่เรารู้สึกได้ แต่ไม่เห็นซ่อนอยู่ในจักรวาล
แต่เราได้ดีขึ้นมากในการตรวจจับอนุภาคลึกลับในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยความก้าวหน้ากับ Hadron Collider ขนาดใหญ่และการทดลองหลังจากการทดลองไม่ได้เป็นสัญญาณของอนุภาคสสารมืดสมมุติเหล่านี้
แต่ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังเริ่มมองย้อนกลับไปที่การกระจายมวลที่ไม่สม่ำเสมอในจักรวาลยุคแรก - ซึ่งมักจะถือว่าเป็นผลมาจากอนุภาคสสารมืด - และพิจารณาความเป็นไปได้ที่อาจเกิดจากหลุมดำยุคแรก
"การศึกษาเหล่านี้ให้ผลลัพธ์ที่ละเอียดอ่อนมากขึ้นค่อยๆหดกล่องพารามิเตอร์ที่อนุภาคสสารมืดสามารถซ่อนได้"Alexander Kashlinsky นักวิจัยนำกล่าว- "ความล้มเหลวในการค้นหาพวกเขาได้นำไปสู่ความสนใจในการศึกษาว่าหลุมดำในยุคแรก ๆ - หลุมดำที่เกิดขึ้นในส่วนแรกของจักรวาลในวินาทีที่สอง - สามารถทำงานเป็นสสารมืดได้"
จนถึงตอนนี้การวิจัยชี้ให้เห็นว่าหลุมดำดึกดำบรรพ์อาจพอดีกับสสารมืด แต่ LIGO เกี่ยวข้องกับอะไรทั้งหมดนี้?
มวลของหลุมดำนั้นวัดได้ในแง่ของการทวีคูณของดวงอาทิตย์ของเราและจากตรวจพบนักวิจัยได้คำนวณว่าหลุมดำทั้งสองที่รวมกันเป็น 36 และ 29 มวลแสงอาทิตย์
มันใหญ่ - ใหญ่มากจริงๆแล้วมันไม่สอดคล้องกับความเข้าใจของเราเป็นประจำหลุมดำตัวเอกซึ่งเป็นรูปแบบเมื่อดวงดาวพังทลาย แต่พวกเขาก็ไม่ใหญ่พอที่จะพอดีกับการทำนายขนาดของหลุมดำมวลมหาศาลที่กึ่งกลางของกาแลคซี
พวกเขาตรงกับความคาดหวังของหลุมดำดึกดำบรรพ์ซึ่งทำให้นักวิจัยพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่หลุมดำยุคแรก ๆ เหล่านั้นเป็นสิ่งที่ Ligo ตรวจพบการชนเข้าด้วยกัน และที่น่าสนใจคือหลุมดำที่วัดได้นั้นตรงกับการทำนายมวลสำหรับสสารมืด - ให้หลักฐานเบื้องต้นว่าหลุมดำยุคแรกอาจเป็นผู้สมัครสสารมืด
หลุมดำดึกดำบรรพ์นั้นแตกต่างจากหลุมดำตัวเอกไม่ใช่เพียงเพราะอายุของพวกเขา แต่เป็นเพราะพวกเขาเกิดจากการล่มสลายของแผ่นก๊าซขนาดใหญ่ในระหว่างการกำเนิดของจักรวาล การดำรงอยู่ของพวกเขาไม่เคยได้รับการยืนยันจริง ๆ แต่จากทุกสิ่งที่เรารู้พวกเขาสามารถอธิบายผลกระทบของสิ่งที่เราคิดว่าเป็นสสารมืด
ทีม Johns Hopkins ได้ทำสิ่งต่าง ๆ อีกขั้นหนึ่งและคำนวณตอนนี้ - ตามขนาดและรูปร่างของพวกเขา - หลุมดำยุคแรกเหล่านี้จะกลายเป็นคู่ไบนารีบ่อยแค่ไหนและในที่สุดก็ชนกัน และผลลัพธ์ของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าเป็นไปได้ว่าสิ่งที่ Ligo หยิบขึ้นมานั้นเป็นการควบรวมกิจการของหลุมดำในยุคแรก
มันก็ยังคงพูดได้เช่นกันว่าหลุมดำดึกดำบรรพ์เป็นสสารมืด แต่หลักฐานกำลังเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆและการสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงในอนาคตจะมีความสำคัญต่อการค้นหาเพิ่มเติม
"เราไม่ได้เสนอเรื่องนี้เป็นเรื่องมืด"นักวิจัยคนหนึ่งกล่าว, Marc Kamionkowski "เราจะไม่เดิมพันบ้านมันเป็นข้อโต้แย้งที่น่าเชื่อถือ"
แต่เขาก็เพิ่มว่าความคิดนั้นมี "มีศักยภาพมากมาย-
"[ความคิด] ว่าการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงอาจเชื่อมต่อกับสสารมืด" ได้ทำให้ชุมชนดาราศาสตร์ตื่นเต้นเพิ่มหนึ่งในนักวิจัย Ely D. Kovetz-
ตอนนี้เรายังคงสงสัยอยู่ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์มีสสารมืดอยู่แล้ว 'การเตือนที่ผิดพลาด 'ในปีนี้ซึ่งเร็วที่ได้ถูกหักล้าง- และเราดูเหมือนจะดีกว่ามากในการกำจัดผู้สมัครสสารมืดกว่าที่เรายืนยันพวกเขา แต่นี่เป็นสมมติฐานที่เราจะติดตามอย่างใกล้ชิดในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า
เครดิตภาพ:S. Ossokine และ A. Buonanno, Max Planck Institute สำหรับฟิสิกส์แรงโน้มถ่วงและโครงการ Simulated Extreme Spacetime (SXS) การสร้างภาพทางวิทยาศาสตร์โดย T. Dietrich และ R. Haas, Max Planck Institute สำหรับฟิสิกส์แรงโน้มถ่วง
